Введение
Почвенный покров - важнейшее
природное образование. Его роль
в жизни общества определяется
тем, что почва представляет
собой основной источник продовольствия,
обеспечивающий 95-97% продовольственных
ресурсов для населения планеты.
Особое свойство почвенного покрова
- его плодородие, под которым
понимается совокупность свойств
почвы, обеспечивающих урожай
сельскохозяйственных культур. Естественное
плодородие почвы связано с
запасом питательных веществ
в ней и ее водным, воздушным
и тепловым режимами. Почва обеспечивает
потребность растений в водном
и азотном питании, являясь
важнейшим агентом их фотосинтетической
деятельности. Плодородие почвы
зависит также от величины аккумулированной
в ней солнечной энергии. Растительность
аккумулирует ежегодно большое количество
солнечной энергии в ходе фотосинтеза
и создания биомассы, трансформируясь
в n*10^10 т. органического вещества. Большая
часть синтезированного органического
вещества вследствие его разложения возвращается
в почву и воду. Потребление фитомассы
человеком оценивается величиной порядка
3.6*10^8 т. Почвенный покров принадлежит
к саморегулирующейся биологической системе,
являющейся важнейшей частью биосферы
в целом. Живые организмы, растения и животные,
населяющие Землю, фиксируют солнечную
энергию в форме фито- или зоомассы. Продуктивность
наземных экосистем зависит от теплового
и водного балансов земной поверхности,
который определяет многообразие форм
обмена энергией и веществом в пределах
географической оболочки планеты.
В целом в мире
резервов для сельскохозяйственного
освоения земель практически
уже нет. В большинстве стран
мира неосвоенными остаются леса
и малопродуктивные земли. Более
того, отмечается ухудшение, деградация,
сокращение используемых сельскохозяйственных
земель (в результате водной и
ветровой эрозии, заболачивания
и засоления, опустынивания, промышленного
и транспортного строительства
и т. п.).
Причинами уменьшения
площади сельхозугодий являются нарушение
и деградация почвенного покрова, отвод
земель под застройку городов, поселков
и промышленных предприятий.
Значительная
часть пахотных земель Украины
располагается по склонам балок,
речных долин, возвышенностей, предгорий
и гор. На полях с уклоном
поверхности свыше 2–3 градуса
при непрерывной обработке развивается
эрозия. Процессами водной эрозии у
нас в стране затронуты десятки тысяч
гектаров пашни.
Причины загрязнений
земельных ресурсов
Загрязнение
почв пестицидами
За десятки лет использования
эти химикаты скопились в почве.
Они попадают в растения, а
также в источники воды и,
соответственно, в рыбу. Страдает
и животноводство: скот питается
обработанными химикатами растениями
и к тому же получает инъекции
гормонов роста и антибиотиков.
В итоге, вся "химия" встраивается
в ткани животных. Факты очевидны
- мы рискуем получить значительные
дозы пестицидов ежедневно. Вызывает
тревогу, что многие из этих
химикатов являются биологическими
ядами, рассчитанными на уничтожение,
и в организме человека они
медленно, прогрессирующе разрушают
клетки и органы
Пестициды загрязняют
окружающую среду не только
при их применении на полях,
но и в процессе производства,
хранения, перевозки и уничтожения.
Они провоцируют рак, наследственные
нарушения иммунной системы, болезни
почек и печени, заболевания нервной
системы, расстройства зрения
и т.д. В развивающихся странах
ежегодно 25 млн. человек отравляются
и 20 тыс. умирает в результате
воздействия пестицидов. На каждого человека,
проживающего на территории бывшего СССР,
приходится в среднем 28.5 кг примененных
пестицидов.
Широкое применение
пестицидов в сельскохозяйственной
практике привело к тому, что
все страны так или иначе сталкиваются
с проблемами отходов пестицидов. Для
развивающихся стран основной проблемой
является ликвидация неиспользуемых и
пришедших в негодность запасов пестицидов,
а также рекультивация прилегающих участков.
Источником поступления
ядохимикатов в экосистему являются
старые склады ядохимикатов, свалки,
аэродромы сельскохозяйственной
авиации. В Украине в каждом
районе имеется 1-2 таких склада. Даже
в тех случаях, когда пестициды утилизированы,
почвы вокруг складских помещений сильно
загрязнены пестицидами и их стойкими
метаболитами. Как показали исследования,
проведенные в Украине в 2001-2004 гг., концентрация
запрещенных хлорорганических пестицидов
в почве вокруг недействующих складов
может превышать гигиенические нормы
в сотни раз. Таким образом, почвы санитарных
зон складов ядохимикатов являются источником
загрязнения и нуждаются в очистке. Очистка
почв от пестицидов является самым сложным
случаем избавления от отходов из-за особенностей
и разнообразия как типов грунтов, так
и пестицидов.
На сегодняшний момент
существует два основных направления
очистки почв: отделение пестицида
от почвы и прямая обработка
почв: при этом используется высокочастотное
нагревание, электрокинетическая обработка,
промывание почв, экстракция растворителями
и термическая десорбция. Все
эти способы весьма дорогостоящие.
Последние изыскания
по данному вопросу позволили
разработать комплексный подхода для
очистки почв от пестицидов:
- техническая рекультивация
– снятие и перемещение максимально
загрязненной толщи грунта, транспортирование
и нанесение слоя незагрязненных
почв на поверхность перемещенной
загрязненной толщи и рекультивируемую
территорию, при этом наиболее загрязненная
часть грунта (до 0,3 м) и остатки строительных
конструкций складируются на наиболее
загрязненной части площадки;
- инженерная рекультивация
– в основании формируемой
загрязненной толщи и перекрывающих
незагрязненных грунтов закладывается
дренаж, который отводит загрязненные
подземные воды и инфильтрующиеся
осадки на очистку в биоинженерные сооружения;
- биологическая рекультивация
– высадка специально подобранных
древесных, кустарниковых и травянистых
растений по поверхности захороненных
остатков склада и грунтов.
Фитотехнологии предлагают
набор стратегий естественного восстановления
загрязненных пестицидами почв и грунтовых
вод. Данные методы очистки не требуют
больших затрат. Они непригодны для уничтожения
больших запасов пестицидов, а наиболее
подходящим является использование фитотехнологий
на финальной стадии очистки сильно загрязненных
областей и для восстановления слабо загрязненных
зон вокруг зоны сильного загрязнения.
Одним из наиболее
важных аспектов решения этой
проблемы является подбор растений,
способных расти на загрязненных
почвах и при этом накапливать
стойкие ксенобиотики в значительном
количестве.
В мире имеется большой
опыт использования способности
растений к очистке загрязненных
почв. Для сильно загрязненных
пестицидами участков наилучший
метод – засаживание растениями.
Старые полигоны захоронения
пестицидов должны быть эффективно
изолированы во избежание поверхностной
эрозии, эрозии покровов и для
предупреждения поступления загрязнителей
в подземные и поверхностные
воды. Растительный покров – это
многообещающий путь развития
стойких покровов, который является
очень эффективным для изоляции
старых полигонов захоронения
пестицидов.
Было обнаружено, что
некоторые виды растений способны
не только выдерживать наличие,
но и поглощать и накапливать
в десятки - сотни тысяч раз
больше ионов свинца, ртути, цинка
или других токсичных веществ,
чем остальные. Это открытие
позволило найти простое решение
– теперь для очистки почвы
необходимо всего на всего
засеять его нужным видом растения,
а в конце сезона собрать
«урожай» и вывезти на специальное
захоронение.
Один из ключевых
моментов фиторемедиации – оптимальный
состав толерантных видов растений, способных
не только выжить в условиях загрязнений,
но трансформировать и обезвредить их.
Таким образом, использование
комплексного подхода для очистки
почв от пестицидов позволит
успешно рекультивировать и вернуть
в хозяйственное пользование огромные
площади земель, ранее считавшиеся безвозвратно
утерянными, при минимальных эксплуатационных
и капитальных затратах.
Загрязнение
почв токсикантами промышленного происхождения
Настоящим бедствием
для страны являются отходы. Общее
количество накопленных в стране
отходов — около 50 млрд т, ежегодно
образуется более 4.5 млрд. т, под складирование
занято 250 тыс. га. За год образуется более
50 млн. т токсичных промышленных отходов,
всего их накоплено более 1,6 млрд. т. Огромное
количество токсичных отходов хранится
и захоранивается в совершенно не приспособленных
для этого местах. Основной объем отходов
размещается на свалках, в отвалах и полигонах.
В Украине нет ни одного предприятия (полигона)
по обезвреживанию и захоронению токсичных
отходов, отвечающего современным требованиям.
В стране отсутствует государственная
статистическая отчетность по отходам.
Радиоактивные отходы
суммарной активностью около
4 млрд. Кюри находятся в хранилищах,
часть которых — это открытые
бассейны, водоемы и приповерхностные
захоронения. 60 тыс. га занято
отвалами породы и шламом, образовавшимися
при добыче и переработке урановых
и ториевых руд и имеющими
повышенный радиоактивный фон.
Часть отходов атомной энергетики
хранится на территории АЭС.
В стране образуется
более 130 млн. тонн твердых бытовых
отходов. Но некоторые западные
фирмы предлагают нам захоранивать
или "перерабатывать" еще и их собственные
отходы... Для развитых стран сейчас существует,
пожалуй, единственный, приносящий очень
большие доходы рынок в Украине — рынок
сбыта отходов.
Почвы вокруг больших
городов и крупных предприятий
цветной и черной металлургии,
химической и нефтехимической
промышленности, машиностроения на
расстоянии в несколько десятков
километров загрязнены тяжелыми
металлами, нефтепродуктами, соединениями
фтора и другими токсичными
веществами. Из обследованных 85 городов
Украины наибольшему загрязнению
подвержены почвы вблизи гг. Ивано–Франковск,
Львов, Черновцы.
Среднее содержание
свинца в почвах пятикилометровой
зоны вокруг обследованных городов
находится в пределах 0.4–80 ПДК.
Превышение ПДК в 10 раз и
более отмечено в Ивано–Франковске,
Белой церкви, Львове.
Среднее содержание
марганца вокруг предприятий
черной металлургии колеблется
в пределах 0.05–6 ПДК (в Яремче,
Днепродзержинске и пос. Восток).
Среднее содержание
ванадия в почвах с наблюдается
в пределах 0.07–1.5 ПДК в Днепродзержинске,
Сумах, Николаеве и Днепропетровске. Среднее
содержание меди в почвах с превышением
в 10 раз обнаружено в пригородах Киева,
Львова, Донецка. Вблизи Запорожья почвы
загрязнены никелем и кобальтом более
чем в 10 раз выше нормы.
Загрязнение почв нефтью
в местах, связанных с ее добычей,
переработкой, транспортированием
и распределением, превышает фоновое
в десятки раз. На расстоянии 10
км в западном и восточном направлениях
от Львова и Ивано–Франковска содержание
нефти в почве превышало фоновое значение
в 33 раза.
За 15 лет исследований
на территории Украины выявлены
три города, которые по суммарному
показателю загрязнения почвы
в городе и в радиусе от
него до 5 км относятся к чрезвычайно
опасно загрязненным. Это Запорожье, Донецк
и Днепродзержинск.
Химическое загрязнение
почв в сельском хозяйстве
Химические удобрения
играют важную роль в повышении
урожаев в мире. Но постепенно
все чаще звучат предупреждающие
об опасности их столь интенсивного
использования.
Химикаты применяются
для борьбы с насекомыми, вредителями,
сорняками, и, как результат
этой борьбы продуктивность действительно
растет. Но год за годом в
почвах накапливается все больше
токсичных веществ, которые постепенно
переходят в растения, а потом
в пищу человеку. Химикаты, содержащиеся
в почве, постепенно загрязняют
и близлежащие водоемы, и воздух.
Становится просто опасно работать
на таких полях. Гибнут не
только люди, но и рыбы, птицы,
насекомые, охотившиеся на вредителей.
А с другой стороны, появляются
все новые виды насекомых – вредителей,
не восприимчивых даже к новейшим химикатам,
что снова ведет к потере продуктивности.
В Украине наблюдается
наивысший уровень антропогенных
и техногенных нагрузок, которые
в 6-7 раз превысили уровень
самых развитых европейских стран.
Как известно, прогресс
в отрасли растениеводства во
второй половине XX столетия был
связан прежде всего с химизацией сельского
хозяйства, с широким применением минеральных
удобрений и химических средств защиты
растений. Но со временем стало ясно, что
химизация принесла не только рост урожайности.
Безумная погоня за
высокими урожаями обернулась
для европейского юга многочисленными
бедами. В районах рисосеяния на
каждый гектар вносится 1700кг удобрений
и 20кг ядохимикатов. Значительная их часть
смывается в реки и Азовское море. Накапливаются
они и в почве, и в воздухе, и в организмах
людей. Допустимые пределы давно и значительно
перекрыты.